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// Created by yearing on 2021/5/18.
// 面试题3（一）：找出数组中重复的数字
// 题目：在一个长度为n的数组里的所有数字都在0到n-1的范围内。数组中某些数字是重复的，但不知道有几个数字重复了，
// 也不知道每个数字重复了几次。请找出数组中任意一个重复的数字。例如，如果输入长度为7的数组{2, 3, 1, 0, 2, 5, 3}，
// 那么对应的输出是重复的数字2或者3。。

#include <iostream>
#include <vector>
#include <set>

using namespace std;

// 使用set 进行去重查找
bool duplicate(int *numbers, int len, int &out) {
    if (numbers == nullptr || len <= 0)
        return false;
    set<int> tmp;
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        if (tmp.find(numbers[i]) == tmp.end()) {
            tmp.insert(numbers[i]);
        } else {
            out = numbers[i];
            return true;
        }
    }
    return false;
}

//遍历数组，若下标 i 与对应元素 nums[i] 不同，即 nums[i] != i，
// 我们应该把 nums[i] 这个元素交换到正确的位置 nums[i]上。
// 交换前，先判断 nums[i] 与 nums[nums[i]] 这两个元素是否相同，相同说明存在重复元素，直接返回，否则进行 swap 交换。
// 交换过后，我们需要再次判断 i 位置上的元素
bool duplicate1(int *numbers, int len, int &out) {
    if (numbers == nullptr || len <= 0)
        return false;
    for (int i = 0; i < len; ++i) {
        if (i != numbers[i]) {
            if (numbers[i] == numbers[numbers[i]]) {
                out = numbers[i];
                return true;
            }
            // 交换numbers[i]和numbers[numbers[i]]
            int temp = numbers[i];
            numbers[i] = numbers[temp];
            numbers[temp] = temp;
        }
    }
    return false;
}

// ====================测试代码====================
bool contains(int array[], int length, int number) {
    for (int i = 0; i < length; ++i) {
        if (array[i] == number)
            return true;
    }

    return false;
}

void test(char *testName, int numbers[], int lengthNumbers, int expected[], int expectedExpected, bool validArgument) {
    printf("%s begins: ", testName);

    int duplication;
    bool validInput = duplicate1(numbers, lengthNumbers, duplication);

    if (validArgument == validInput) {
        if (validArgument) {
            if (contains(expected, expectedExpected, duplication))
                printf("Passed.\n");
            else
                printf("FAILED.\n");
        } else
            printf("Passed.\n");
    } else
        printf("FAILED.\n");
}

// 重复的数字是数组中最小的数字
void test1() {
    int numbers[] = {2, 1, 3, 1, 4};
    int duplications[] = {1};
    test("Test1", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 重复的数字是数组中最大的数字
void test2() {
    int numbers[] = {2, 4, 3, 1, 4};
    int duplications[] = {4};
    test("Test2", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 数组中存在多个重复的数字
void test3() {
    int numbers[] = {2, 4, 2, 1, 4};
    int duplications[] = {2, 4};
    test("Test3", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), true);
}

// 没有重复的数字
void test4() {
    int numbers[] = {2, 1, 3, 0, 4};
    int duplications[] = {-1}; // not in use in the test function
    test("Test4", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

// 没有重复的数字
void test5() {
    int numbers[] = {2, 1, 3, 5, 4};
    int duplications[] = {-1}; // not in use in the test function
    test("Test5", numbers, sizeof(numbers) / sizeof(int), duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

// 无效的输入
void test6() {
    int *numbers = nullptr;
    int duplications[] = {-1}; // not in use in the test function
    test("Test6", numbers, 0, duplications, sizeof(duplications) / sizeof(int), false);
}

int main() {
    test1();
    test2();
    test3();
    test4();
    test5();
    test6();
    return 0;
}